第五章同步时序电路

1、 第第5 5章章 同步时序逻辑电路同步时序逻辑电路Synchronous Sequential Logic Circuit 1xnx1ZmZ1ysy1YrYCPnxx1mZZ1syy1rYY1 CP X 1J C1 1K 1J C1 1K =1 Q1 “1” Q2 Y & Q2 Q1 FF1 FF2 CP X 1J C1 1K 1J C1 1K =1 Q1 “1” Q2 Y & Q2 Q1 FF1 FF2 CP X 1J C1 1K 1J C1 1K =1 Q1 “1” Q2 Y & Q2 Q1 FF1 FF2 逻辑电路逻辑电路图图 CP X 1J C1 1K 1J C

2、1 1K =1 Q1 “1” Q2 Y & Q2 Q1 FF1 FF2 CP X 1J C1 1K 1J C1 1K =1 Q1 “1” Q2 Y & Q2 Q1 FF1 FF2 解：解：（1 1）了解电路组成，）了解电路组成，写出下列各逻辑方程写出下列各逻辑方程式式：J2=K2=X Q1 J1=K1=1Y=Q2Q1 输出方程输出方程激励方程激励方程CP1=CP2=CP时钟方程时钟方程1n111111 QnnnQQQ 1212XnnnQQQ1QJQnnnKQJ2=K2=X Q1 J1=K1=11QJQnnnKQ将激励方程代入将激励方程代入JK触发器的特性方程得状态方程触发器的特

3、性方程得状态方程1nn21212XXQnnnQQQQ整理得：整理得：FF2FF1（2）列出其状态转换表，画出状态转换图和波形图列出其状态转换表，画出状态转换图和波形图111nnQQ1212XnnnQQQY=Q2Q1 nn12QQYnn/QQ11121 11 00 10 0X=1X=0状态转换状态转换表表1 0 / 10 0 / 10 1 / 01 1 / 00 0 / 01 0 / 01 1 / 00 1 / 01112QQnn11 0 0 0 1 100 1 1 1 1 000 0 1 0 0 101 10 10 0X= 1X= 0Ynn12QQ状态转换表状态转换表状态图状态图 X 0 0

4、0 0 0011 01 10 Q2Q1/Y 1 1 1 00/0 11/1 01/0 10/0 1 1112QQnn11 0 0 0 1 100 1 1 1 1 000 0 1 0 0 101 10 10 0X= 1X= 0Ynn12QQ状态转换表状态转换表根据状态转换表，画出波形图。根据状态转换表，画出波形图。 CP X Q0 Q1 Y 1 10 00 01 11 11 10 00 01 11 10 01 11 10 0Q2Q11112QQnn11 0 0 0 1 100 1 1 1 1 000 0 1 0 0 101 10 10 0X= 1X= 0Ynn12QQ状态转换表状态转换表 X 0

5、 0 1 0 1 0 1 00/0 11/1 01/0 10/0 1 Q2Q1 /Y X=0时时 00 01 10 11 00 11 10 01 电路功能：可逆计数器电路功能：可逆计数器 X=1时时Y可理解为进位或借位端。可理解为进位或借位端。电路进行加电路进行加1 1计数计数电路进行减电路进行减1 1计数计数 。（3 3）确定电路的逻辑）确定电路的逻辑功能功能. .（1 1）函数表达）函数表达式式121222yyxyyxDQxDQ1112yxyZ 121222yyxyyxDQxDQ1112yxyZ （2 2）状态）状态表表 状态图状态图 状态响应序列状态响应序列状态图状态图000/0011/

6、0110/0101/11/00/00/01/0状态响应序列状态响应序列 X= 010110100 CP ：1 2 3 4 5 6 7 8 9 x：0 1 0 1 1 0 1 0 0 y2： y1：y2n+1：y1n+1：0Z:0 0 1 0 0 1 0 0（3 3）功能：）功能：101101序列检测器。序列检测器。时间图：时间图： 例例5.35.3：用代数法分析该电路的逻辑功能：用代数法分析该电路的逻辑功能（1 1）写表达式）写表达式21xxJ 21xxKyxxxxyZ2121)(yxyxxxyxyxyxxyxxyxxyn2121212121211)(yKyJyn1yxxxxyZ2121)(2

7、1xxJ 21xxK 由状态表得出状态图由状态表得出状态图000/0101/001/110/011/011/110/100/1 画时间图画时间图 X1=00110110 X2=01011100 X1=00110110 X2=01011100 CP: 1 2 3 4 5 6 7 8 x1: 0 0 1 1 0 1 1 0 x2: 0 1 0 1 1 1 0 0 y:yn+1: Z:“0”00000/0101/001/110/011/011/110/100/1000000111111110001111加数加数加数加数进位信号进位信号和和，从低位到高位，从低位到高位时间图：时间图： 例例5.45.4

8、：分析下图同步时序逻辑电路：分析下图同步时序逻辑电路（1 1）写表达式）写表达式122yyT011yyTxyT00012yyyZyTyn1122112yyyyyn001111yyyyynxxyyyn0010012yyyZ122112yyyyyn001111yyyyynxxyyyn0010输出输出Z Zxyyyyynnn01101112000/0001/1010/1011/0100/1101/0110/0111/10101010101010101（5 5）功能）功能: :三位移位寄存器，三位移位寄存器，X X为数据输入端（最低位）为数据输入端（最低位）, , 从低到高左移从低到高左移 5.3同步

9、时序逻辑电路的设计同步时序逻辑电路的设计 Design to Synchronous Sequential Logic Circuit分析的分析的逆过程逆过程 5.3.1 设计的一般步设计的一般步骤骤 Design Method 5.3.2完全确定同步时序逻辑电路设计完全确定同步时序逻辑电路设计Completely Determine the Synchronous Sequential Logic Circuit Design：刚开始建立状态表时，由于不知该有几种状态，所刚开始建立状态表时，由于不知该有几种状态，所 以一般以一般 用字母表示，等状态数确定下来后，再用二用字母表示，等状态数确定

10、下来后，再用二 进制数进行编码。进制数进行编码。014320/00/00/00/00/11/01/01/01/01/1014320/00/00/00/00/11/01/01/01/01/1A1/0B0/0D1/0C0/00/00/01/11/0A1/0B0/0D1/0C0/00/00/01/11/0A/01B/00D/11C/000011例例3 3：ijjiSSSSjjiiSSSS21434321SSSSSSSS4321SSSS43SS21SS例例4 4 状态表化简（例状态表化简（例5.85.8） （C，F） （A，B） （A，E） （B，E） AE BE CFA，B，E，C，F，D，G（C，

11、F） （A，B） （A，E） （B，E）JKJK触发器激励表触发器激励表 T T触发器激励表触发器激励表 ）1112nnyy1yx x12yy1xyxKyxJ2121111KJ12112)(yxyxyyyZ1112nnyy2xy12yyx1y112122yDxyyyxD12112)(yxyxyyyZ1yxx12yyx12112yyxZxTy xT12xx12yx12xx22yx2212112122yxxxDyxxxD1yx1yx1xyxx12yy111212yxxyyxKxyJxKxJ1112yyZ C12yyx12yyx13yyx12yyx23yyx12yxy23yxy12yyx12123yyxyyxD13122yyxyyxD12231yxyyyxD1223yyxyxyZ12123yyxyyxD13122yyxyyxD12231yxyyyxD1223yyxyxyZ123123yyyxyyxyZ*5.3.3 不完全确定同步时序逻辑电路设计不完全确定同步时序逻辑电路设计